Искусственный интеллектPubMedScience Morning3 мин чтенияanimal study

Картирование пероксисомального интерактома позволяет моделирование функций и болезней на основе сетевого анализа.

Peroxisomal interactome mapping enables network-based modelling of function and disease.

Рубрика
Искусственный интеллект
Источник
PubMed
DOI
10.26508/lsa.202503562
Дата
01.09.2026
Автор
Science Morning
Время чтения
3 мин
Искусственный интеллект

Аннотация

Дисфункция пероксисом приводит к широкому спектру многосистемных заболеваний, однако механистическое понимание и терапевтические опции остаются ограниченными, что создает серьезные трудности для клинического управления. Стратегии вычислительного моделирования на основе сетей поддерживают генерирование гипотез, открытие биомаркеров и перераспределение лекарств, но их использование ограничено неполным охватом человеческого интерактома — особенно нехваткой достоверных данных о взаимодействиях белков (PPI) для пероксисомальных белков. Мы представляем первую всестороннюю карту пероксисомального интерактома, сгенерированную с использованием автоматизированной стратегии биолюминесцентного резонансного энергообмена, направляемой информатикой. Мы проанализировали PPI для 92 пероксисомальных белков и шести изоформ, подтвердив 68% известных взаимодействий и идентифицировав 333 новые. Интеграция с кураторскими PPI привела к расширенному пероксисомальному интерактому, обогащенному мишенями для лекарств и белками, связанными с заболеваниями. Подсеть, связанная с заболеваниями, позволила приоритизировать кандидатов для перераспределения лекарств. Производные от трансприптомных данных тканеспецифические варианты расширенного пероксисомального интерактома раскрыли различные функциональные подсистемы в девяти тканях. Анализ генетической онтологии 1,272 непероксисомальных интеракторов предположил пути, способствующие тканевой уязвимости. Наш подход предоставляет системный уровень для механистической информации о пероксисомальных заболеваниях, определения мишеней для лечения и применения к другим органеллам.

Краткое резюме

Исследование представляет первую обширную карту пероксисомального интерактома, выявляя как известные, так и новые взаимодействия белков. Разработанная с помощью автоматизированной технологии, эта карта позволяет углубить понимание функций пероксисом и их роли в болезнях, что может облегчить идентификацию целей для терапии. Кроме того, анализ различных тканей помогает выявить специфические функциональные модули, ассоциированные с особенностями заболеваний.

Практический вывод

Работа предоставляет новый инструмент для понимания механизмов заболеваний, связанных с пероксисомами, и может помочь в поиске новых терапевтических мишеней.

Ограничения

Исследование ограничено тем, что многие из полученных данных основаны на экспериментальных моделях, а не на клинических наблюдениях, и покрытие интерактома все еще является неполным.

Похожие исследования

Подборка учитывает рубрику, ключевые слова, аннотацию, резюме, практические выводы и источник.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
92%

Идентификация и ранжирование предикторов смертности после операции по поводу перелома бедра на основе машинного обучения: анализ регистра переломов бедра Австралии и Новой Зеландии.

Переломы бедра являются серьезной глобальной проблемой здравоохранения с высокой смертностью и заболеваемостью, особенно среди пожилых людей. Смертность в течение года после операции варьирует от 22% до 36%, при этом многие пациенты никогда не восстанавливают исходный уровень подвижности. Хотя определены несколько предикторов смертности, их относительное значение для риска смертности в единой модели прогнозирования выживания остается неясным. Это исследование использовало машинное обучение для ранжирования ключевых пероперативных предикторов смертности после операции по поводу перелома бедра. Были проанализированы данные более чем 11 000 пациентов из регистра переломов бедра Австралии и Новой Зеландии. Оценивались двадцать демографических, клинических и пероперативных переменных с использованием модели Random Survival Forest (RSF). Эффективность модели была оценена с помощью индекса согласия и оценок Брайера. Важность признаков на основе перестановок определила предикторы в соответствии с их вкладом в прогнозирование риска смертности. В течение периода наблюдения (медиана 630 дней) 31% пациентов скончались. Модель RSF продемонстрировала хорошую эффективность (индекс C на тесте: 0.7305). Четыре наиболее важных предиктора смертности включали степень по классификации Американского общества анестезиологов (ASA) (вес: 0.051), наличие ранее существовавшей деменции (0.036), возраст (0.019) и способность передвигаться до госпитализации (0.016). Другие факторы, такие как мужской пол (0.009) и осталась госпитализация (0.006), имели более слабые связи с предсказанием смертности в этой модели. Машинное обучение идентифицировало степень ASA, деменцию, возраст и подвижность как основные предикторы смертности после операции по поводу перелома бедра. Моделирование RSF продемонстрировало высокую эффективность и лучшую интерпретируемость по сравнению с традиционными методами. Эти результаты поддерживают индивидуализированную стратификацию для информирования пероперативных обсуждений и планирования целей ухода в этой группе с высоким риском.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
87%

Параллельные линейные оценки ошибок линейзации на GPU для робастного оптимального управления в реальном времени для нелинейной динамики и нейронных сетей

В данной статье рассматривается робастное оптимальное управление в реальном времени для неопределенных нелинейных систем, где линейные временные приближения (LTV) упрощают планирование, но требуют достоверных оценок ошибок линейзации (LEBs) для обеспечения соблюдения устойчивых ограничений. Мы разработали строгие, дифференцируемые оценки ошибок линейзации на GPU для LTV-аппроксимаций нелинейной динамики и динамики нейронных сетей (NN). Для аналитической динамики мы вводим оценки Гессиана на основе пути, которые являются более строгими, чем стандартные интервальные методы. Для динамики NN мы выводим сертифицированные LEB, используя аффинные релаксации, сгенерированные верификатором NN, и локальные коррекции Якобиана. Мы адаптировали парный LTV-составляющий решатель для робастного управления на уровне систем, чтобы он соответствовал этим LEB, расширив его на обработку правообратимых матриц возмущений и нецентрицированных наборов возмущений для строгого зонотопного распространения неопределенности. Наш метод, GPUSLS-LEO, позволяет онлайн-оптимизацию робастных обратных стратегий, учитывающих ошибку линейзации, обеспечивая надежные, формально проверенные достигнутые трубки. На комплексных нелинейных и NN динамиках с размерностями до 168 состояний наш метод может вычислять робастные стратегии управления на GPU со скоростью до 67 Гц, снижая время решения и консервативность по сравнению с базовыми решениями, сохраняя при этом формальные гарантии и производительность в реальном времени.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
82%

Обнаружение болезни Альцгеймера на основе магнитно-резонансной томографии с использованием структуры EfficientNet-CMSACCN.

Болезнь Альцгеймера (БА) — это дегенеративное неврологическое заболевание, характеризующееся потерей памяти, ухудшением когнитивных функций и уменьшением объема мозговой ткани. Обнаружить его на ранней стадии сложно из-за вариаций в прогрессировании заболевания и ограниченных возможностей методов нейровизуализации с единственной модальностью. Диагностика болезни Альцгеймера на основе магнитно-резонансной томографии (МРТ) предоставляет дополнительные структурные и функциональные данные, однако существующие методы глубокого обучения часто сталкиваются с проблемами несбалансированности данных, высокой вычислительной сложности и ограниченной обобщаемостью. Для устранения этих пробелов разработана структура извлечения признаков из МРТ на основе EfficientNet для классификации стадий болезни Альцгеймера. EfficientNet, оснащенный комбинированным масштабированием, слоями с разделением по глубине и компонентами сжатием и возбуждением, позволяет точно охарактеризовать корковые структуры и вариации во всем мозге, сохраняя при этом вычислительную эффективность. Извлеченные признаки классифицируются с помощью сети свёрточной многомасштабной внимательной сети на основе сжатия (C-MSACCN), которая объединяет механизмы внимания и стратегии сжатия для повышения точности и снижения сложности модели. Более того, улучшенный оптимизатор соседей клеток (ICNO) тонко настраивает гиперпараметры, находя баланс между исследованием и эксплуатацией для оптимального сходимости и устойчивости. С точностью 99,9%, точностью, полнотой и F1-мерой на наборах данных модель превосходит предыдущие работы. Валидация подтверждает согласованность, а методы визуализации выделяют области, связанные с заболеванием, для предоставления клинической информации.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
82%

Адаптивное многоуровневое графовое представление с оптимизационно-ориентированным вниманием для надежной ассоциации ячеек в сетях V2X 5G.

Эффективная ассоциация ячеек остается фундаментальной задачей в системах пятого поколения (5G) «автомобиль-все» (V2X) из-за быстрых изменений топологии, гетерогенных развертываний и строгих требований к задержке. Конвенциональные подходы на основе обучения часто опираются на мелкие представления или независимые стратегии оптимизации, что ограничивает их адаптивность в густых и быстро меняющихся условиях. В данной работе предлагается структура многоуровневого графового представления, которая моделирует взаимодействия между автомобилями и базовыми станциями в иерархических пространственных структурах. Предложенный подход интегрирует контекстное встраивание узлов с графовым обучением, основанным на внимании, для выявления паттернов мобильности, характеристик сигналов и зависимостей нагрузки сети. Кроме того, в механизм обучения на стадии подготовки включен оптимизационный механизм для уточнения параметров внимания, что улучшает сходимость без увеличения сложности вывода. Структура была оценена на реальном наборе данных мобильности автомобилей, что продемонстрировало постоянные улучшения в стабильности ассоциации, надежности переключения и общей производительности сети по сравнению с существующими методами глубокого обучения и графами. Экспериментальные результаты показывают приросты точности (94,17%) и F1-меры (93,93%), что указывает на повышение устойчивости решений в динамических условиях. Хотя валидация проводилась на городском наборе данных, предложенная архитектура обеспечивает масштабируемую основу для адаптивного выбора ячеек в системах интеллектуального транспорта следующего поколения.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
82%

Облако-центрированная структура блокчейна с поддержкой ИИ для адаптивного управления энергией в сетях умной электрической мобильноности.

Высокая скорость разработки электромобилей (ЭМ) вызвала проблемы пиковых нагрузок, конфиденциальности данных, масштабируемости и безопасного управления энергией в сетях умной электрической мобильности. Традиционные централизованные системы управления зарядкой ЭМ имеют недостатки, такие как утечка конфиденциальной информации, единая точка отказа, отсутствие гибкости в реальном времени и недостаток доверия к транзакциям. В данной статье предлагается структура управления энергией на основе ИИ с защитой конфиденциальности - Edge-Trust-Adaptive Learning Framework (PETAL-Grid), основанная на федеративной архитектуре блокчейна, которая поддерживает адаптивное и защищенное от утечек управление энергией. Ключевая цель данного исследования заключается в достижении масштабируемого, безопасного и оперативного управления зарядкой ЭМ через интеграцию федеративного искусственного интеллекта, интеллектуального прогнозирования спроса на краевых уровнях и управления доверием на основе блокчейна. Предложенная структура позволяет совместное обучение спроса без необходимости обмена сырыми данными, адаптивную зарядку в реальном времени на основе краевой интеллектуальной информации и прозрачные и защищённые от подделки энергетические транзакции на основе умных контрактов. Рабочий процесс PETAL-Grid включает сбор локальных данных, прогнозирование спроса на краевых уровнях, агрегацию федеративных моделей, адаптивное управление нагрузкой и валидацию транзакций на основе блокчейна. Результаты моделирования показывают, что PETAL-Grid может достигать 18% снижения пиковых нагрузок, 17% эффективности использования энергии и 98-99% безопасности транзакций, что лучше, чем в централизованных и базовых моделях. Результаты подтверждают, что PETAL-Grid является масштабируемым, надежным и безопасным решением для устойчивых сетей умной электрической мобильности.

Искусственный интеллект
Искусственный интеллект
79%

Мир в движении: Генеративная динамическая гауссовская реконструкция из монокулярного видео

Мы представляем метод «Мир в движении», который позволяет создавать динамические 3D гауссовские представления из монокулярных видео, пригодные для произвольного рендеринга. Наш подход основывается на условной модели видео, которая использует плотные, пиксельно согласованные рендеры, кодирующие внешний вид, геометрию и движение 3D-сцены вдоль траекторий ввода и целевой камеры, чтобы исправить артефакты рендеринга и заполнить отсутствующие области исходной реконструкции. Для обучения этой модели мы создали набор данных, состоящий из выровненных пар многовидовых видео и динамических 3D гауссовских представлений, с имитированными артефактами, характерными для монокулярной реконструкции. На этапе тестирования мы извлекаем генерации модели, включая вновь наблюдаемые области и движения, обратно в единое согласованное, высококачественное динамическое 3D гауссовское представление, что улучшает как синтез новых видов, так и основное 3D движение. Наш метод устанавливает новый эталон в 4D реконструкции и беспесдно обобщается на видео с больших изменений ракурсов и динамическими движениями.